IV Gipskartonplaten 1 Soorten en gebruik van gipskartonplaat Gipskartonplaten zijn in een fabriek vervaardigde, hoofdzakelijk uit gips bestaande bouwplaten. De vlakken en de lange zijkanten zijn afgewerkt met goed hechtend karton van een soort, die afhankelijk is van de toepassing. De door karton omgeven gipskern kan enigszins opgeschuimd zijn en kan toeslagstoffen bevatten om bepaalde eigenschappen te kunnen bereiken. De belangrijkste eigenschappen van de platen worden door de samenwerking van de gipskern met de kartonnen bekleding bereikt. Het karton werkt als een wapening voor trekspanningen en samen met de kern van gips krijgen gipskartonplaten de vereiste samenhang en buigstijfheid. Gipskartonplaten zijn gestandaardiseerd in de Europese norm NEN-EN 520. Gipskartonplaten worden vooral gebruikt als wand- en plafondbekledingen, voor montagewanden en voor het maken van geprefabriceerde bouwelementen, ten behoeve van wanden, plafonds en vloeren. 1.1 Op de lopende band vervaardigde gipskartonplaten Plaatsoort Kleur van het karton Kleur van de opdruk Naam Kenmerk Gipskartonplaat A Voorkant: Blauw Brandwerende gipskartonplaat F Ivoorkleurig of wit Achterkant: Grijs Rood Gipskartonplaat - geïmpregneerd Brandwerende gipskartonplaat - geïmpregneerd H1, H2 of H3 FH Groenachtig Blauw Rood Gipskarton Stucplaat P Grijs/bruin Blauw Gipskartonplaten (A) zijn standaardplaten die gebruikt worden om op een frame te worden bevestigd, voor de droge stucmethode waartoe deze worden verlijmd en voor het maken van samengestelde platen (b.v. geïsoleerde platen). Vanaf een dikte van 12,5 zijn de platen geschikt voor gebruik op wanden en vanaf een dikte van 9,5 voor plafonds. 34
Extra brandwerende gipskartonplaten (F) worden met name gebruikt voor bouwdelen, die moeten voldoen aan strengere eisen met betrekking tot de brandwerendheid. Deze platen bevatten toeslagstoffen in de gipskern, die in geval van brand de structurele samenhang van de gipskern verbeteren. Gipskartonplaten - geïmpregneerd (H1, H2 of H3) en brandwerende gipskartonplaten - geïmpregneerd (FH) hebben een vertraagde wateropname dankzij het gebruik van daarvoor geschikte hulpstoffen. Deze platen worden gebruikt in situaties waar deze eigenschap vereist wordt, zoals in badkamers. Gipskarton Stucplaten (P) worden vooral als ondergrond voor stuc- en pleisterwerk tegen plafonds gebruikt. De op de lopende band vervaardigde gipskartonplaten zijn aan de lange kanten voorzien van karton. De doorsneden 1 tot en met 6 op de volgende pagina zijn voorbeelden van de verschillende uitvoeringen van de langskanten. De kopse kanten zijn niet van karton voorzien. 1.2 In de fabriek bewerkte soorten van gipskartonplaten (voorbeelden) - Op maat gezaagde gipskartonplaten hebben aan de langskanten en/of aan de kopse kanten fabrieksmatig gezaagde kanten. Deze kunnen verschillende vormen hebben zoals een rechte kant of een facetkant. De platen zijn in het algemeen rechthoekig. Vierkant gezaagde gipskartonplaten worden ook wel gipskartoncassetteplaten genoemd. - Geperforeerde gipskartonplaten zijn gipskartonplaten met perforaties in verschillende vormen (b.v. ronde of vierkante gaten, sleuven) en afmetingen. De perforaties kunnen in vlakken of in een patroon aangebracht zijn. Vierkante geperforeerde gipskartonplaten worden ook wel geperforeerde gipskartoncassetteplaten genoemd. Geperforeerde gipskartonplaten die aan de van een akoestisch vlies kunnen zijn voorzien en al of niet ook nog van een isolatiemateriaal, worden toegepast voor de beheersing van de akoestische eigenschappen van ruimten (voor de geluidsabsorptie) en worden akoestische platen genoemd. - Overige uitvoeringsvormen van fabrieksmatig vervaardigde gipskartonplaten kunnen bijvoorbeeld van een afwerk- of cacheerlaag voorzien zijn. De afwerklaag kan bestaan uit vliezen en/of folies. De gebruikte laag is afhankelijk van de toepassing van de platen. Een alu-folie wordt bijvoorbeeld gebruikt voor dampdichte of reflecterende doeleinden, loodfolie wordt gebruikt voor de afscherming van röntgenstraling en veelkleurige en/of van een patroon voorziene zachte of harde folies worden voor decoratieve doeleinden gebruikt. Er bestaan ook gipskartonplaten in combinatie met isolatieplaten uit kunststofschuim of minerale wol. 35
Figuur 1 volle kant (VK) Figuur 2 - facet langskant (FK) Figuur 3 - afgeschuinde kant (AK) Figuur 4 - halfronde kant (HRK) Figuur 5 - halfronde afgeschuinde kant (HRAK) Figuur 6 - ronde kant (RK) 36
2 Eigenschappen van gipskartonplaten 2.1 Afmetingen en toleranties van op de lopende band vervaardigde gipskartonplaten volgens NEN-EN 520 Tabel 1a. Gipskartonplaten types A, D, E, F, H, I, R of een combinatie van deze typen Dikte 6,0 ± 0,5 9,5 ± 0,5 12,5 ± 0,5 Breedte 600 900 1.200 600 1.200 600 1.200 Lengte 0 tot -4 3.000 0 tot -5 0 tot -4 0 tot -4 15,0 ± 0,5 1.200 0 tot -4 18,0 0,04 x d 1.200 0 tot -4 Voor platen > 18 diktetolerantie 0,04 x d 2.000 2.400 2.500 2.600 2.800 3.000 3.600 4.200 4.800 2.400 2.500 2.600 2.800 3.000 3.200 3.600 2.600 3.000 2.000 2.500 0 tot -5 0 tot -5 0 tot -5 0 tot -5 Tabel 1b. Gipskartonplaat type P, plaat geschikt om te worden afgewerkt met pleistergipsen Dikte Breedte Lengte 9,5 ± 0,6 400 1.600 0 tot -8 600 2.000 0 tot -6 12,5 ± 0,6 400 1.600 0 tot -8 600 2.000 0 tot -6 37
2.2 Breuklast en doorbuiging Het karton rond de gipskern speelt met betrekking tot sterkte en samenhang van de gipskartonplaten een belangrijke rol. De buigtreksterkte en de elasticiteit zijn afhankelijk van de richting. De in hoofdzaak in de lengterichting lopende kartonvezels (gelijklopend met de richting van de opdruk op de achterzijde) hebben een hogere sterkte in de lengterichting van de platen dan in de dwarsrichting tot gevolg. Dit is bijvoorbeeld belangrijk plafondafwerkingen in de gebruikssituatie waar de doorbuiging van belang is. Daarom zijn volgens NEN-EN 520 de breuklast en de doorbuiging met betrekking tot de richting belangrijke kwaliteitskenmerken van de verschillende gipskartonplaten. Tabel 2a. Breuklast van gipskartonplaten (types A, D, E, F, H, I) Breuklast in N Nominale plaatdikte in Monster 400 x 300, loodrecht op de vezelrichting Getest evenwijdig aan de vezelrichting 1) Monster 300 x 400, evenwijdig aan de vezelrichting Getest loodrecht op de vezelrichting 2) 9,5 12,5 15,0 160 210 250 400 550 650 Andere diktes x d 16,8 x d 43 x d 1) getest met karton in trekzone 2) getest met karton in trekzone Tabel 2b. Breuklast van gipskartonplaten (type R of combinaties) Breuklast in N Nominale plaatdikte in 12,5 15,0 Monster 400 x 300, loodrecht op de vezelrichting Getest evenwijdig aan de vezelrichting 1) 300 360 Monster 300 x 400, evenwijdig aan de vezelrichting Getest loodrecht op de vezelrichting 2) 725 870 Andere diktes x d 24 x d 58 x d 1) getest met karton in trekzone 2) getest met karton in trekzone 38
Tabel 2c. Breuklast van gipskartonplaten (type P) Breuklast in N Nominale plaatdikte in 9,5 12,5 1) getest met karton in trekzone 2) getest met karton in trekzone Monster 400 x 300, loodrecht op de vezelrichting Getest evenwijdig aan de vezelrichting 1) 125 165 Monster 300 x 400, evenwijdig aan de vezelrichting Getest loodrecht op de vezelrichting 2) 180 235 2.3 Buigtreksterkte De buigtreksterkte σ B van gipskartonplaten wordt berekend met de volgende formule: F = breuklast [N] l = opleglengte [] b = plaatbreedte [] d = plaatdikte [] 3.F.l σ B = [N/²] 2.b.d 2 Tabel 3. Buigtreksterkte afhankelijk van de plaatdikte en vezelrichting Dikte d Loodrecht op vezelrichting Buigtreksterkte [N/²] Evenwijdig aan vezelrichting 9,5 7,8 3,1 12,5 6,2 2,4 15 5,0 1,9 2.4 Karakteristieke waarden voor druksterkte, treksterkte en weerstand tegen afschuiving Druksterkte a) Loodrecht op het oppervlak 5-10 N/² b) Evenwijdig aan het oppervlak 5-10 N/² 39
Treksterkte a) Loodrecht op de vezelrichting 1,0-1,2 N/ (in dwarsrichting van de plaat) b) Evenwijdig aan de vezelrichting 1,8-2,5 N/² (in de lengterichting van de plaat) Weerstand tegen afschuiving a) Loodrecht op het oppervlak 3,0-4,5 N/² b) Evenwijdig aan het oppervlak 2,5-4,0 N/² 2.5 Hechttreksterkte De hechting van het karton aan de gipskern is belangrijk voor het voegen van de naden tussen gipskartonplaten evenals bij het lijmen van gipskartonplaten op een ondergrond bij het gebruik als droogpleistersysteem. De hechttreksterkte van voeg- en gipslijm op gipskartonplaten bedraagt bij een omgevingstemperatuur van 20 C en een relatief luchtvochtgehalte (RV) van 65% ca. 0,3 N/² (30 t/m²). 2.6 Oppervlaktehardheid (type I) Aan gipskartonplaten type I wordt qua hardheid van het oppervlak een eis gesteld. De diameter van de indringing volgens de bepalingsmethode NEN-EN 520 paragraaf 5.12 zal niet groter zijn dan 15. Aan de overige typen gipskartonplaten worden qua oppervlaktehardheid geen eisen gesteld. 2.7 Uitzetting onder invloed van vocht Luchtdroge gipskartonplaten hebben, bij een aan waterdamp verzadigde lucht (20 C, 95% RV) en een waterdampopname van 1,0-2,0% m/m, een lengteverandering door uitzetting van ca. 0,35 /m. 2.8 Wateropname Bij beproeving volgens NEN-EN 520 paragraaf 5.9 zijn de volgende waarden van kracht: Tabel 4. Waterabsorptieklassen Klasse Totale waterabsorptie % H1 5 H2 10 H3 25 40
2.9 Overige vochttechnische eigenschappen 2.9.1 Capillaire stijghoogte van water in gipskartonplaten Tabel 5. Capillaire stijghoogte van water in gipskartonplaten Capillaire stijghoogte (cm) Dompeltijd A, F H, FH 30 min 3-4 0 2 uur 7-8 0,5 24 uur 20-22 1,5-2,0 2.9.2 Vochtopname van gipskartonplaten bij een omgevingstemperatuur van 20 C Tabel 6. Vochtopname van gipskartonplaten bij een omgevingstemperatuur van 20 C Rel. luchtvochtgehalte Vochtopname (% m/m) 40% 60% 80% 0,3-0,6 0,6-1,0 1,0-2,0 In het geval dat een kortstondige inwerking van vocht de sterkte-eigenschappen van gipskartonplaten heeft verminderd, ontwikkelen deze bij droging de oorspronkelijke waarden. 2.9.3 Waterdampdiffusieweerstand De waterdampdiffusieweerstand van gipskartonplaten ligt in het gebied van 6 tot 10. 2.10 Thermische eigenschappen van gipskartonplaten Tabel 7. Thermische eigenschappen van gipskartonplaten Warmtegeleidingscoëfficiënt (λ) Thermische uitzettingscoëfficiënt bij 50-60% RV 0,25 W / mk 0,013-0,020 / mk (afhankelijk van de plaatdikte) Hoogst toelaatbare temperatuur 50 C Soortelijke warmte C 0,96 kj / kgk bij 20 C 41
2.11 Elektrische weerstandsgetallen van gipskartonplaten De bepaling van de statische elektriciteit wordt uitgevoerd conform DIN 53486 bij 100 Volt, 20 C en 65% RV. Voor gipskartonplaten zijn de volgende waarden bepaald: a. soortelijke oppervlakteweerstand (zichtzijde) 3,5 10 8-5 10 8 Ω 6,5 10 8-10 10 8 Ω b. soortelijke doorslagweerstand 2 10 9 Ω Op basis van deze getallen vormen gipskartonplaten volgens de Richtlinie Nr. 4 der Berufsgenossenschaft der Chemischen Industrie geen risico voor gevaarlijke statische elektriciteit. 42 2.12 Brandgedrag van gipskartonplaten Gipskartonplaten bieden, gezien hun geringe dikte, een uitstekende brandwerendheid. Ze zijn volgens NEN-EN 13501-1 als een niet brandbaar materiaal ingedeeld, brandklasse A2-s1d0. De oorzaak hiervan is het in de kern aanwezige kristalwater (ongeveer 20%), dat tijdens de brandbelasting verdampt en voor de omzetting energie nodig heeft. De temperatuur van de van de brand afgekeerde zijde blijft een langere tijdsperiode, afhankelijk van de plaatdikte, met ca. 110 C constant. Tijdens de brand ontwikkelt zich een laag van gebrand gips, die een hogere warmte-isolatie heeft. De glasvezels in de brandwerende gipskartonplaten werken als wapening van de gipskern, zodat de structurele samenhang tijdens de brandbelasting lange tijd verbeterd wordt. Gipskartonplaten conform NEN-EN 520, met een gesloten oppervlak, worden geclassificeerd als niet brandbaar, klasse A2. De brandwerendheid van de gipskartonplaat is net zoals andere bouwmaterialen afhankelijk van de gehele constructie waarin deze is toegepast. Zodoende kan ook alleen aan de totale constructie een brandwerendheid worden toegekend. 3 Vervaardiging van gipskartonplaten De gipskern van gipskartonplaten wordt vervaardigd uit stukadoorsgips en toeslagstoffen. Het papier is een hoogwaardig gerecycled karton. De platen worden op een lopende band in een continu proces gemaakt. Figuur 7 toont het schema van een installatie. De belangrijkste delen zijn: 1 Aanvoer van het onderliggende karton. Dit wordt de voor- of zichtzijde van de plaat. Aan de zijkanten wordt het voor de vorm van de zijkant licht aangesneden. 2-3 Aanvoer en verdeling van de gipsspecie door het vormstation onder gelijktijdige aanvoer van het bovenliggende karton 4-5 Verhardingslijn met schaar als snijvoorziening 6-8 Kanteltafel met invoer in een etage droogoven 9-11 Uitgang van de oven met het exact op maat zagen van de kopse kanten en het stapelen van de gipskartonplaten
Het gedrag van de afbinding van de gipskern en lengte en snelheid van de lopende band van de verhardingslijn zijn op elkaar afgestemd. Bij moderne installaties met een hoge snelheid van de lopende band kan de verhardingslijn een lengte van meer dan 200 meter hebben. Figuur 7. Schema van de fabricage van gipskartonplaten 43